Nella transizione europea verso l’energia pulita, l’industria guarda alle pompe di calore

Un sistema a pompa di calore presso l'Istituto Fraunhofer di Bochum, in Germania. Fabian Strauch / picture-alliance / dpa / AP Images

Con l’impennata dei prezzi del gas dovuta alla guerra in Ucraina e la spinta dell’UE a ridurre le emissioni, le industrie europee stanno passando sempre più alle pompe di calore ad alta temperatura e ad alta efficienza. In combinazione con il boom dell’uso residenziale, l’UE spera ora in una rivoluzione delle pompe di calore.

Di Paul Hockenos • 19 gennaio 2023

La fornace Wienerberger di Uttendorf, in Austria, nelle Alpi tirolesi, ha sempre richiesto un flusso costante di calore a 90 gradi C (194 gradi F) per asciugare i suoi blocchi da costruzione. Questo processo sarebbe stato una proposta costosa per l’azienda dopo che la Russia aveva tagliato le esportazioni di gas verso l’Europa, come è stato per la maggior parte del settore edile europeo ad alta intensità energetica. Ma quattro anni fa Wienerberger, il più grande produttore di mattoni al mondo, ha fatto un investimento nel futuro che ora sta dando i suoi frutti: ha sostituito la caldaia a gas di Uttendorf con una pompa di calore su scala industriale, che riduce di circa la bolletta energetica della fabbrica 425,00 euro l'anno.

Per decenni, le pompe di calore elettriche sono state utilizzate nelle case europee e in altri edifici per il riscaldamento e il raffreddamento, ma non hanno mai guadagnato molto terreno nel settore manifatturiero, che ha richieste energetiche molto più elevate per la produzione di acqua calda e vapore. E poiché i combustibili fossili sono stati a lungo relativamente economici, le industrie avevano pochi incentivi a sostituire i sistemi alimentati a gas e petrolio con apparecchiature più ecologiche. Ora, con lo sviluppo di pompe di calore in grado di fornire temperature fino a 160 gradi C (320 gradi F) a una frazione del prezzo delle caldaie a gas, e con i prezzi del gas alle stelle a causa della guerra in Ucraina, quel calcolo sta cambiando. la sua testa. Molte aziende europee stanno ripensando le proprie fonti energetiche riducendo allo stesso tempo le emissioni di gas serra, un requisito dell’UE. L’industria europea è responsabile di oltre un quarto dei gas serra del blocco.

Per raggiungere i suoi ambiziosi obiettivi energetici e spezzare la dipendenza dal gas russo, l’UE conta niente meno che su una rivoluzione delle pompe di calore. In molti paesi, le vendite di pompe di calore, principalmente per uso residenziale, sono raddoppiate nella prima metà del 2022. In Germania, il più grande consumatore europeo di gas russo, la domanda è aumentata del 52% lo scorso anno, mentre in tutta l’UE nel 2021 è stata del 35%. Nel frattempo, una transizione un po’ meno annunciata verso le pompe di calore per il settore manifatturiero sta prendendo velocità. Wienerberger, ad esempio, sta ora installando pompe simili nelle sue fonderie di mattoni nei Paesi Bassi, nel Regno Unito, in Polonia, in Romania e altrove in Austria.

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"Cinque anni fa la maggior parte delle aziende non sapeva quasi nulla delle pompe di calore", afferma Veronika Wilk, ingegnere ricercatrice presso l'Istituto austriaco di tecnologia. “Ora le aziende ne sono consapevoli e nell’industria vengono installate sempre più pompe di calore”.

Una pompa di calore a compressione può sia riscaldare che raffreddare l'aria. In inverno, aumenta la temperatura interna rimuovendo il calore dall’acqua, dalle profondità della terra o dall’aria esterna, quindi aumenta la temperatura utilizzando una piccola quantità di elettricità e sposta l’aria all’interno. Anche l'aria fredda fino a -12 gradi C (10 gradi F) contiene energia sufficiente affinché una pompa di calore possa estrarne e aumentarne la temperatura. In estate, le pompe di calore elettriche abbassano la temperatura interna rimuovendo il calore dall’aria interna e deviandolo all’esterno. Le pompe di calore ad assorbimento non funzionano con l’elettricità ma con una fonte di calore, che potrebbe essere gas naturale ma potrebbe anche essere acqua riscaldata dal sole o persino calore di scarto proveniente da data center o fognature. Portano questo calore a una temperatura “utile”, quindi lo forniscono sotto forma di aria calda o acqua calda.

Le pompe di calore utilizzano l’elettricità per comprimere un refrigerante, aumentandone la temperatura. AIE

A seconda della direzione in cui si muove il calore – all'interno o all'esterno – i pistoni della pompa di calore comprimono o espandono un fluido, provocandone rispettivamente il riscaldamento o il raffreddamento. Poiché le pompe di calore muovono solo i fluidi, possono essere più del doppio dell’efficienza energetica rispetto ai riscaldatori che bruciano carburante.